製紙工場の汚水処理における余剰汚泥の処理方法

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製紙業の発展と汚染防止施設の建設に伴い、製紙廃水が処理施設で処理された後に生じる汚泥が新たな汚染源となっている。了解によると、富陽市では毎日、汚水処理場で処理された後の汚泥の量が約3000トンにも上るとのことです。これらの汚泥は、一部が総合的に利用される以外はすべて衛生的な埋立処理が行われ、毎年70余りエーカーの土地が埋立に使われている。これは土地資源の無駄遣いであり、二次汚染も引き起こす。製紙スラッジは生物系固体廃棄物に分類され、大量のセルロース系有機物や窒素、リン、カリウムなどの植物栄養素を含むと同時に、微量の重金属や病原菌も含んでいる。この特性に基づき、製紙スラッジを農業用肥料に変えることができる。その農業的な利用法は、汚泥を風乾させた後、直接土壌改良剤として使用するものである；汚泥を堆肥化した後、土壌改良剤として使用する；汚泥堆肥を二次加工して有機複合肥料として利用する。 製紙工場の廃水処理で発生する汚泥は、さらに大きな問題となっている。なぜなら、製紙廃水処理システムでは他の廃水処理システムよりも多くの汚泥が生成されるからだ。製紙スラッジの特徴は以下の通りです：1. スラッジの発生量が多い。ある製紙工場のパラメーターによると、投入水のSSは2100～4400MG/L、CODCRは1700～4800MG/Lである；出水のSSは15～40MG/L、CODCRは70～100MG/Lです。 2. 繊維含有量が多い。他の汚水処理で生じる汚泥と比べて、脱水性能が優れており、使用する凝集剤の量も比較的少なくて済む。 一般的な製紙廃水処理で発生する汚泥は、大きく2つの部分に分かれる：1. 生化学処理システムからの残渣汚泥；2. 工場から排出される廃水に含まれる失われたパルプ； 製紙スラッジの処分先は3つの方向が考えられる。製紙スラッジの処理方法1、製紙スラッジを製紙工場で再利用する。製紙廃水には大量の繊維が含まれており、廃水処理の過程で一部の繊維がスラッジに残るため、これを処理して再利用することができる。この場合、生化学的スラッジは再利用できない点に注意する必要がある。処理工程は以下の通りです。汚泥はふるい分けや砂除去を経て、ポンプで抄紙機に送られて紙が作られます。汚泥中の繊維が細かいため、再利用する過程で紙の品質が低下したり、抄紙機での断紙が起きやすくなる。そのため、低速の抄紙機を使って低級な段ボール紙を製造するのが最適である。 製紙スラッジの処理方法2、製紙スラッジは圧濾処理が可能である。処理工程は一般的に、まずスラッジを調整した後に圧濾処理を行う。 汚泥処理施設から排出されるパルプは繊維含有量が高く、ベルト圧搾機に入れる前に適量のポリアクリロイルアミンを加えることで良好な脱水効果が得られる；また、生物化学処理システムから排出される汚泥には、状況に応じて適量のポリ塩化アルミニウムや三塩化鉄などを加え、ポリアクリロイルアミンと併用する。しかし、一般的な製紙工場では、2種類の汚泥を混ぜ合わせて処理します。 一般的な製紙スラッジ処理の流れ：前処理において、繊維を含む物理化学的スラッジと生物化学処理システムで生成される残余スラッジは、スラッジ濃縮槽で重力により濃縮された後、ベルトプレスで脱水され、外部に運ばれて処分される。汚泥濃縮槽の上澄み液および汚泥圧濾過液は、工場内の汚水集積システムに排出される。製紙廃水から発生する大量の汚泥は、処理した後、適切に活用すれば廃物から宝物へと変わる。 まず、製紙スラッジはスラッジ濃縮槽で処理される必要があります。汚泥濃縮とは、重力沈降を利用して汚泥の濃度を高めるプロセスであり、汚泥濃度が上がることで凝集剤の利用率もそれに応じて向上する。しかし、汚泥濃度が過度に高くなりすぎて汚泥輸送用のパイプが詰まることは避けるべきである。 機械的脱水に入る前に、汚泥に凝集剤を添加して化学的に処理し、最適なフロックを形成させる必要がある。異なる製紙工程では異なるタイプのスラッジが発生し、それぞれに適したタイプの凝集剤を添加する必要がある。よく使われる無機フロック剤には、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、三塩化鉄、ポリ硫酸鉄などがある。よく使われる高分子凝集剤は主にポリアクリルアミドです。無機フロック剤を単独で使用する場合、形成されるフロックが小さく機械的強度が低いため、フィルターベルトの圧力によって汚泥がろ液と共に大量に漏出し、脱水効果が悪く、汚泥の回収率も低くなる。カチオン系ポリアクリルアミドを単独で使用すると、良好な汚泥脱水効果が得られるが、コストが高くなる。したがって、無機フロック剤と有機高分子フロック剤を併用することで、より良い効果が得られ、汚泥脱水のコストも削減できる。凝集剤の種類と用量は、実験法によって決定できる。 化学処理後、汚泥は機械的に脱水しなければならない。汚泥の脱水にかかる運転費用や脱水後の処理コストが、全体の汚水処理コストの大きな割合を占めているため、省エネで効率的な脱水装置を選択することは非常に重要です。それに比べて、ベルト式圧濾脱水機は、設備投資が少なく、自動制御と連続運転が可能で、エネルギー消費が少なく脱水効率が高い。また、管理が容易でメンテナンスコストも低く、騒音も少なく、化学薬品の使用量も少ないという利点がある。したがって、脱水装置としてはベルト圧搾フィルターの使用を推奨します。ベルト式圧濾機の圧濾プロセスは、まず汚泥を重力脱水エリアに通し、次に圧力脱水エリアへ、最後に加圧脱水エリアへと送るという3つのステップを経て、より乾燥した泥餅が生成されます。 ある製紙工場が提供したデータによると、製紙スラッジをベルトフィルターで圧搾すると、含水率は75％～85％まで低下する。この時、泥団子は外部に運ばれ最終処分される。 製紙スラッジ処理方法3、製紙スラッジは焼却処理を選択できる。スラッジの最終処分については、地域の実情に応じて適切なスラッジ活用案を選ぶことができ、スラッジの活用にあたっては厳格な環境衛生基準を満たし、新たな環境被害を引き起こしてはならない。燃焼することも選べ、熱を回収できるだけでなく、廃棄物の保管面積も削減できる。 製紙廃水処理によって発生する汚泥の量が多いため、適切な処理および活用方法を選択することは、企業や環境の発展にとって極めて重要である。